Doğrusal titreşim, bir makineye ters yönde dönen iki vibrasyon motoru bağlanarak elde edilir. İki motor arasında mekanik bir bağlantı bulunmamasına karşın, ortak gövde üzerinden kendiliğinden aynı fazda dönmeye yerleşir.
İki motorun bileşke kuvveti
Tek bir vibrasyon motoru, dönen bir kuvvet vektörü üretir ve makineyi dairesel yörüngeye oturtur. Aynı makineye, birbirine ters yönde dönen ikinci bir motor eklendiğinde iki kuvvet vektörü her an birbiriyle toplanır. Vektörlerin yatay bileşenleri her turda ters işaretli olur ve birbirini götürür. Düşey bileşenler ise aynı işaretli kalır ve toplanır. Ortaya çıkan bileşke, tek bir doğrultuda salınan doğrusal bir kuvvettir.
Kendiliğinden senkronlanma
İki motor arasında dişli ya da mil bağlantısı bulunmaz. Motorların ikisi de aynı gövdeye cıvatalanmıştır ve gövde elastik yaylar üzerinde salınır. Bir motorun ürettiği titreşim, gövde üzerinden diğer motorun rotoruna küçük bir moment olarak ulaşır. Bu moment, iki rotoru enerji bakımından en ekonomik olan faz ilişkisine doğru iter. Sistem, ters yönde dönen iki rotorun aynı fazda buluştuğu kararlı duruma kendiliğinden oturur.
Kendiliğinden senkronlanma, motorların birbirine mekanik olarak bağlanmasını gereksiz kılar. Kararlılık, gövdenin kütlesi ile yay sertliğinin belirlediği koşullara bağlıdır.
Doğrusal titreşimin açısı
Bileşke kuvvetin doğrultusu, iki motorun gövdeye bağlandığı eksenin dik doğrultusudur. Motorlar yatay bir eksene simetrik yerleştirildiğinde titreşim düşey olur. Motor ekseni eğimlendirildiğinde titreşim doğrultusu da aynı açı kadar eğilir. Bu eğim açısı, malzemenin elek yüzeyinde ne kadar ileri atılacağını belirler. Kırk beş derece dolayındaki açı, taşıma ve eleme arasında dengeli bir davranış verir.
Senkronlanmayı bozan etkenler
İki motorun devri, yükü ve ağırlık ayarı birbirinden farklıysa faz ilişkisi kararsız kalır. Üretim ve montaj toleransları arasındaki fark, iki rotor arasında bir faz açısı doğurur. Faz farkı büyüdüğünde bileşke kuvvet doğrultusu kayar ve makinede vuruntulu bir salınım görülür. Genlik zaman içinde büyüyüp küçülen bir vuru davranışı gösterir. Bu davranış, senkronlanmanın kararlı olmadığının en açık belirtisidir.
Motorların eşleştirilmesi
Doğrusal titreşimde kullanılan iki motor, aynı tip ve aynı devir kademesinden seçilir. Ağırlık takımları iki motorda da aynı yüzdeye ayarlanır. Kablo bağlantısı, motorların ters yönde dönmesini sağlayacak biçimde kurulur; bir motorda iki faz ucu yer değiştirilir. İki motor tek bir kontaktörden aynı anda beslenir. Ayrı beslemeler, kalkış anında birinin önde başlamasına ve senkronlanmanın gecikmesine yol açar.
Kalkış davranışı
Motorlar enerjilendiğinde rotorlar rastgele bir faz farkıyla dönmeye başlar. İlk saniyelerde makine düzensiz bir yörüngede salınır ve genlik dalgalanır. Rotorlar hızlandıkça gövde üzerinden aktarılan moment fazları hizalar ve titreşim doğrusal biçimini alır. Bu geçiş süresi çoğunlukla birkaç saniyeyi aşmaz. Kalkışta makinenin doğal frekansından geçilmesi, kısa süreli büyük bir genlik tepesi doğurabilir.
Rezonanstan kaçınma
Titreşen makinenin doğal frekansı, motorun tahrik frekansının altında tutulur. Elek ve besleyiciler, doğal frekansın üzerinde çalışan sistemler olarak tasarlanır. Kalkış ve duruş sırasında bu doğal frekanstan geçilir ve genlik bir an için büyür. Yay sertliğinin doğru seçilmesi, bu geçişi kısa ve zararsız tutar. Yayların yorulup sertliğini yitirmesi, doğal frekansı çalışma frekansına yaklaştırır.
Genlik ve yörünge denetimi
Doğrusal titreşimin doğrulanması, makine gövdesine yapıştırılan genlik kartıyla yapılır. Kart üzerindeki desen, düzgün bir doğrusal hareket altında tek bir kesişme noktası verir. Eliptik ya da bulanık bir iz, faz farkının kaldığını gösterir. Ölçüm, makinenin iki ucundan ayrı ayrı alınır. İki uçtaki genliğin farklı çıkması, yük dağılımının ya da yay sertliğinin dengesiz olduğunu haber verir.
Cıvata ve gövde denetimi
Doğrusal titreşimde iki motor gövdeye tam simetrik bağlanır. Bağlantı cıvatalarının torku, ilk çalışma saatlerinden sonra yeniden denetlenir. Gevşeyen bir cıvata, o motorun ürettiği kuvvetin bir bölümünü soğurur ve simetriyi bozar. Gövdedeki kaynak dikişleri de düzenli olarak gözle taranır. Yorulma çatlağı, çoğunlukla motor kaidesinin gövdeye bağlandığı köşede başlar.
Motor arızasında sistemin davranışı
İki motordan biri devre dışı kaldığında doğrusal titreşim ortadan kalkar. Kalan motor, makineyi dairesel bir yörüngeye zorlar ve malzeme ilerlemesi durur. Gövde, tasarlanmadığı bir yönde salınmaya başlar ve kaynak dikişleri zorlanır. Bu yüzden iki motor tek kontaktörden beslenir ve birinin akımı kesildiğinde diğeri de durur. Termik röle seçimi de bu ortak durdurma mantığına göre kurulur.
Yayların ve takozların bakımı
Titreşen gövdeyi taşıyan yaylar ya da lastik takozlar, sistemin doğal frekansını belirler. Lastik takozlar zamanla sertliğini yitirir ve doğal frekans kayar. Çelik yaylarda ise yorulma çatlağı sarım dibinde başlar. Yayların tümü aynı anda değiştirilir, çünkü farklı sertlikteki yaylar gövdeyi eğik taşır. Yay yüksekliklerinin ölçülmesi, bu farkı erken haber verir. Ölçüm, makine boşken ve aynı sıcaklıkta yapılır; yüklü gövdede yay boyları malzemenin dağılımına göre değişir.
İki motorun aynı yönde dönmesi durumu
İki motor yanlışlıkla aynı yönde bağlanırsa bileşke kuvvet doğrusal olmaz. Yatay bileşenler bu kez birbirini götürmek yerine toplanır ve makine dairesel bir yörüngeye oturur. Malzeme ileri atılmaz, elek yüzeyinde döner. Belirti, beklenen taşıma hızının hiç oluşmamasıdır. Denetim, bir motorun besleme uçlarından ikisinin yer değiştirilmesiyle yapılır.
Uygulama alanları
Doğrusal titreşim, malzemenin belirli bir doğrultuda ilerlemesi gereken yerlerde kullanılır. Doğrusal elekler, titreşimli besleyiciler, kum ayırma masaları ve dozajlama olukları bu gruba girer. Malzemenin hem ileri atılması hem elenmesi, doğrusal hareketin eğim açısıyla dengelenir. Tek motorlu dairesel titreşim, bu doğrultu denetimini sunamaz.
Senkron çalışmanın seçimle bağı
İki motorlu doğrusal titreşimde toplam merkezkaç kuvveti, iki motorun kuvvetinin düşey bileşenlerinin toplamıdır. Kuvvetin hesabı vibrasyon motorunun çalışma prensibiyle kurulur, sahada ölçeklenmesi ise ağırlık ayarıyla yapılır. İki motorun rulmanları eşit yüklendiğinden bakım da eşzamanlı planlanır. Bu tahrikin grup içindeki yeri özel amaçlı sanayi motorları yaklaşımıyla değerlendirilir.
Ters yönde dönen iki vibrasyon motoru, ortak gövde üzerinden kendiliğinden aynı faza yerleşerek doğrusal titreşim üretir. Motorların eşleştirilmesi, ağırlıkların eşit ayarlanması ve yay sertliğinin korunması, bu kararlı durumun sürmesini sağlar.
